浅析渠道防渗技术

摘 要：本文主要阐述了渠道防渗的意义和作用，以及渠道防渗的材料及施工技术。

关键词：防渗意义；防渗结构；防渗材料；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、渠道防渗意义和作用

渠道防渗是发展节水型农业行之有效的节水技术。我国每年灌溉用水量约为3500亿m3，占我国总用水量的63％。目前我国80％以上的渠道没有防渗，渠系水的利用系数很低，平均不到0.50，低于其他国家（美国为0.78，前苏联为0.6~0.7，日本为0.61，巴基斯坦为0.58等）。渠道的渗漏水量不仅降低了渠系水的利用系数，减少了灌溉面积，浪费了水资源，同时还会增加灌溉技术和农民的水费负担，因此，必须首先做好渠道防渗工程，提高渠系水的利用率，降低灌溉成本，提高灌溉效益。此外，渠道防渗工程还可以提高渠床的抗冲能力，增强渠床的稳定性；减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速，提高渠道输水能力；防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。

二、渠道防渗材料及施工技术

根据所使用的材料，渠道防渗可分为以下几种：

（一）土料防渗

特点和适用条件

土料防渗具有一定的防渗效果，能就地取材，造价低廉，技术简单，群众容易掌握，但允许流速小，抗冻耐久性差，故土料防渗适用于气候温和地区流速较小的中、小型渠道，当地应有丰富的土料资源。

2．施工技术

土料防渗除了必须有合理的设计外，施工质量直接影响其效果和寿命。因此，施工时必须掌握好削坡清淤、配料、拌和、铺料、锤实和养护等各个环节。主要应注意如下几点：

（1）土料的原材料应粉碎、过筛，素土粒径不应大于2.0厘米，石灰不应大于0.5厘米。

（2）施工中应严格控制配合比和含水率，拌和后含水率与最佳含水率的偏差值不大于1％。

（3）混合土料宜先干拌后湿拌。

（4）铺筑顺序是三合土、四合土、灰土先渠坡后渠底；素土、粘砂混合土先渠底后渠坡。防渗层厚度大于15厘米时，应分层铺筑。铺筑时应边铺筑，边夯实，夯实后土料的干容重不得小于设计容重。

（二）水泥土防渗

1．特点和适用条件

水泥土具有较好的防渗效果，能就地取材，造价低，技术简单，但允许流速小，抗冻性差。适用于温和地区，且附近有砂土和砂壤土而缺乏砂石料的渠道。

2．施工技术

（1）水泥土所用土料应风干、粉碎、过5毫米筛。

（2）水泥土铺筑应做到配料准确，拌和均匀、摊铺平整、浇捣密实。拌和水泥土时先干拌后湿拌，铺筑水泥土前，应洒水润湿渠基。半小时左右，将拌好的水泥土，按先渠坡后渠底的顺序均匀地铺筑。初步抹平后，宜在表面撒一层厚2毫米的水泥，随即揉压抹光。

（3）设置保护层的塑性水泥土，其保护层应在塑性水泥土初凝前铺设完毕。当保护层为水泥砂浆时，应在水泥砂浆上刷一层水泥浆，用钢板压光，并且养护两周以上。

(4)水泥土防渗层的配合比应通过试验确定。防渗层的厚度宜采用8～10cm，小型渠道不应小于5cm。

（三）混凝土防渗

1．特点和适用范围

混凝土衬砌渠道具有防渗抗冲效果好，输水能力大，经久耐用，便于管理等特点。因而，适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道，附近应有骨料来源。

2．施工技术

混凝土衬砌按施工方法分为现浇和预制两种。现浇混凝土防渗层时，除了有分块的两侧挡板和伸缩缝成型夹板外，还应有外模板，否则施工质量不易保证。为提高质量、降低成本，可采用活动模板和分块跳仓法、滑模振捣器法施工。近十几年来使用衬砌机浇注U型混凝土渠道，在土基梯形和U形渠道上采用喷射混凝土以及对塑料养护剂的试验应用是混凝土衬砌施工技术的重要发展；现浇完毕后，应及时收面，及时养护。

混凝土预制板初凝后即可拆模；强度达到设计强度的70％方可运输；安砌应平稳、坚固；砌缝应用水泥砂浆填满、压平、抹光。

（四）膜料防渗

1．特点和适用条件

膜料防渗是用塑料薄膜或沥青玻璃纤维布油毡或者复合类膜料作防渗层，其上设保护层的防渗方法。膜料防渗性能好，适应变形能力强，南北方均可采用，特别是北方冻胀变形较大的地区，效果理想。

2．施工技术

膜料防渗的施工程序为渠道基槽开挖整平、薄膜加工及铺衬、保护层回填夯实三个步骤。膜料防渗施工质量的核心问题，是在施工过程中保持膜层的完整和土保护层的边坡稳定。土渠层的铺膜基槽可采用梯形、台阶形、五边形和锯齿形等断面形式。当渠槽开挖整平后，首先进行灭草处理，然后根据渠道大小将膜料加工成大幅，自渠道下游向上游，由渠道一岸向另一岸铺设膜料，膜料应留有小褶，并平贴渠基。

保护层的回填夯实，直接影响保护层的稳定和衬砌的防渗效果。土保护层可用压实法或浸水泡实法填筑，刚性材料保护层的施工方法与相同材料防渗层施工方法相同。

塑料薄膜渠道防渗技术与用混凝土、浆砌石、砖砌等渠道相比,它不但大大提高了渠道水的利用系数,而且造价低、运料方便、施工简单,防渗效果比较理想。另外这种渠道柔性好,有一定防冻胀能力,适合寒区采用。据有关资料表明,塑料薄膜防渗有效期,在南方可达10—15年,东北寒地也可在9—12年。经实际核算,用塑料薄膜防渗的费用仅为混凝土衬砌的1/8

（五）沥青混凝土防渗

1．特点和适用条件

沥青混凝土衬砌属于柔性结构，其防渗能力强，适应变形性能好，造价与混凝土相近，适用于冻害地区。

2．沥青混凝土衬砌分有、无整平胶结层两种。

一般岩石地基的渠道才考虑使用整平胶结层。为提高沥青混凝土的防渗效果，防止沥青老化，在沥青混凝土表面涂刷沥青玛蹄脂封闭层。涂刷的沥青玛蹄脂，必须满足在高温下不流淌，在低温下不脆裂，具有较好的热稳定性和变形性能。

沥青混凝土衬砌每隔4～6米应设置横向伸缩缝，以适应外界温度变化对衬砌的影响。沥青混凝土防渗一般采用等厚断面，中小型渠道为5～6厘米，大型渠道为8～10厘米。整平胶结层应能填平岩石基面。

3．施工技术

沥青混凝土衬砌正式施工前，必须首先进行试铺筑，以确定沥青混合料的配合比、摊铺厚度、施工温度、碾压遍数等工艺参数。

沥青混凝土衬砌施工工序是：铺筑整平胶结层铺筑防渗层涂刷封闭层。碾压是沥青混凝土衬砌施工的关键环节，按选定的摊铺厚度均匀摊铺后，先静压1～2遍，再振动压实。压实渠坡时，上行振动，下行静压。压实过程中应严格控制施工温度和碾压遍数。

三、渠道防渗工程应注意的事项

1．防渗渠道断面应通过水力计算确定，地下水位较高和有防冻要求时，可采用宽浅断面。

2．地下水位高于渠底时，应设置排水设施。

3．防渗材料及配合比应通过试验选定。

4．采用刚性材料防渗时，应设置伸缩缝。

5．标准冻深大于10cm的地区，应考虑采用防治冻胀的技术措施。

6．渠道防渗率，大型灌区不应低于40％；中型灌区不应低于50％；小型灌区不应低于70％；井灌区如采用固定渠道输水，应全部防渗。

7．大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗。

结 语

20世纪70年代初期以来,我国在渠道防渗技术及其工程应用方面已有长足的发展,无论是在防渗新材料的研制与开发还是渠道防渗衬砌结构形式方面,以及防渗施工新技术方面均取得了一定的进展.随着我国大中型灌区节水改造任务的开展,必将大规模地采用渠道防渗工程手段,以提高水资源的利用率.因此,渠道防渗在我国节水农业方面起着核心和重要作用.在总结以往渠道防渗工作的基础上,将会有新的问题需要去研究。